[发明专利]抽空室

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于使用真空泵和增压器来抽空室的方法和设备。

背景技术

例如，在诸如发电、钢制造的许多工业应用中，并且在半导体、太阳能(solar)和平板显示器(FPD, flat panel display)工业中使用或需要真空泵。应注意的是，本发明不限于这些工业应用中的任一种。然而，为了方便起见，下文参照半导体、太阳能、LED(发光二极管)和FPD制造工业(共同地称为半导体制造)来说明本发明。当然，技术人员理解，其他处理或应用可同样地从使用本发明中受益。

真空泵大体上设计成在正常使用期间以最佳速度运行。真空泵的效率可通过结合增压泵使用泵来改善。参看图1(其中示出已知的半导体处理单元1)，增压泵28设置在真空泵30与由真空泵抽空的室之间，它们一起组成真空泵吸系统。增压器布置成增大来自室的气体的流速。通常，增压器构造为单级罗茨鼓风机(roots blower)，且它不显著地压缩气体。增压器/干式真空泵组合可从室移除相对较大的气体体积，以将它抽空至中等真空范围中的压力水平。

在半导体制造中，在处理室2中处理衬底，处理室2保持在真空下以使材料能够沉积到衬底上。在给定的工具上，可存在也保持在真空下的可从传递室4接近的许多处理室。取决于处理，衬底通常包括硅晶片或玻璃面板。通常使用气锁或负载锁室10，以将处理室和传递室与大气压力隔离，且使衬底能够移动至处理室或从处理室移动，而不会显著损耗处理室或传递室内的真空压力。以此方式，使晶片或玻璃衬底能够有效地移动到生产工具的主处理室中。

通常，负载锁室具有两个密封门，第一门12用于将负载锁与大气压力下的房间隔离，且第二门14用于将生产工具与负载锁隔离。在正常使用期间，不可能同时开启第一门和第二门两者。开启第一门使一批衬底能够置于负载锁中。此时，负载锁室处于大气压力，且与处理室隔离。然后，第一门闭合以将负载锁室与房间和处理室隔离。真空泵吸系统20用于在第二门开启且晶片行进穿过至处理室之前抽空负载锁室。因此，处理室和处理工具在衬底装载至工具或从工具抽出期间保持在真空压力下。另一个工具构架可为“直列式(inline)”的，其中衬底穿过入口负载锁进入系统，然后移动到连接的处理室中，且一旦处理完成，则继续进入机器的另一端处的出口负载锁中。

抽空负载锁室花费的时间可为在任何给定时间周期中由工具处理的衬底量方面的限制因素。此外，存在增大在处理工具中处理的衬底尺寸的趋势，这导致相关联的负载锁室的体积方面的增大。这特别是在晶片尺寸从300mm增大至450mm的太阳能电池板制造(其现在需要大面积太阳能电池板被处理到较大玻璃衬底上)和硅芯片处理中的情况。因此，期望的是增大负载锁室的抽空速率。

负载锁室通常具有包括一个或更多真空泵的专用抽空系统20。处理室通常使用不同的抽空系统21。由于在室内的处理装置中使用的化学制品的刺激性或腐蚀性性质和此类化学制品对抽空处理工具的泵的有害影响，故这是合乎要求的。换言之，负载锁泵通常不需要抵抗刺激性化学制品或腐蚀性环境。

从负载锁室10至其真空泵吸系统20的气体流动由阀24控制。当阀闭合时，真空泵抽空负载锁室与泵之间的任何连接管路25直到阀的点。当阀开启时，真空泵暴露于泵吸系统的进口(inlet)处的压力的快速增大。该压力方面的突然增大可为许多数量级，且可在阀开启的几微秒内发生。作为结果，真空泵吸系统经历气体负载方面的快速增大，这可引起增压泵的移动部分的减速，从而在泵以较快速率压缩相对高压气体时引起较高噪声水平。在配备有机械增压泵28(诸如罗茨鼓风机)的抽空系统中，进口压力的突然增大导致增压泵很快地减速且产生极高的噪声水平。

发明内容

本发明的目的在于解决或改善与上文所述的处理和/或真空泵吸系统相关联的噪声产生问题。本质上，本发明提供了一种方法和设备，其中增压泵在泵系统变为暴露于进口压力方面的快速增大之前减慢。已经发现这将由增压泵产生的噪声水平降低到更可接受的水平。

更具体而言，根据本发明，提供了一种降低由真空泵系统产生的噪声的方法，该真空泵系统操作以抽空室，该方法包括以下步骤：一种降低由真空泵吸系统产生的噪声的方法，该真空泵吸系统操作以抽空室，该方法包括以下步骤：

以额定速度操作真空泵吸系统以将室压力降低至第一压力；确定真空泵吸系统的进口处的压力即将变为高于第一压力的第二压力；响应于确定步骤，将真空泵吸系统中的增压泵的速度降低至低于额定速度的第二速度；并且然后当真空泵吸系统的进口处的压力高于第二压力时，将增压泵的速度增大至额定速度。